L'impression 3D en acier inoxydable par fabrication additive par arc électrique (WAAM) robotisée est un procédé de fabrication robotisé de pointe qui dépose, couche par couche, du fil de soudure industriel standard pour former des composants denses et certifiés. Ce procédé est largement utilisé dans les applications offshore et maritimes afin de contourner les chaînes d'approvisionnement fortement saturées.
Les pièces forgées en acier duplex et super-duplex, telles que les brides, les collecteurs, les corps de vannes et les raccords pour récipients sous pression, sont généralement soumises à des délais de livraison très longs, compris entre 6 et 18 mois, de la part des fonderies spécialisées. L’offre mondiale de capacités de forgeage duplex étant concentrée dans un très petit nombre d’installations, le retard d’une seule pièce peut paralyser tout un projet d’infrastructure offshore. MX3D résout ce problème en lançant la production en quelques semaines, ce qui évite de recourir à un outillage sur mesure et permet de contourner les files d’attente des fonderies. Ce procédé certifié DNV couvre rigoureusement les nuances SS316L, duplex 2205 et super-duplex 2507.
Pourquoi le procédé WAAM est-il idéal pour les composants en acier inoxydable et en acier duplex ?
Le problème de la chaîne d'approvisionnement offshore et la solution proposée par WAAM
L'approvisionnement en pièces forgées en acier duplex et super-duplex implique de composer avec une offre mondiale limitée, d'accepter des délais de livraison de 6 à 18 mois et, souvent, de s'engager à respecter des quantités minimales de commande élevées. La fabrication additive par arc électrique permet de démarrer la production en quelques semaines, autorise une commande minimale d'une seule pièce et élimine les coûts d'outillage.
Nuances de duplex : pourquoi le WAAM est performant sur le plan thermique
Les aciers inoxydables duplex nécessitent une microstructure austénite/ferrite très spécifique et équilibrée (environ 50/50) pour atteindre leur résistance mécanique et leur résistance à la corrosion. Le procédé WAAM permet un cycle thermique hautement contrôlé, qui peut être géré avec minutie afin de préserver cette microstructure duplex indispensable. Ce cycle est généralement suivi d’un recuit de mise en solution rigoureux à une température comprise entre 1 020 et 1 080 °C, afin de rétablir parfaitement l’équilibre de phases requis.
Nuances d'acier inoxydable disponibles
| Niveau | Type | UNS / EN | Caractéristiques principales | Demande |
| SS316L | Austénitique | S31603 / 1.4404 | Résistant à la corrosion, soudable, certifié par de nombreux organismes | Tuyauterie, corps de vannes et équipement naval en général |
| Duplex ER2205 | Duplex | S32205 / 1,4462 | Haute résistance mécanique (2× austénitique) + résistance à la corrosion | Navires offshore, conduites sous pression et collecteurs |
| Duplex ER2209 | Métal d'apport duplex | S39209 / W 22 9 3 NL | Haute résistance à la traction, surallié au nickel pour obtenir un équilibre ferritique optimal | Consommables de soudage pour l'acier Duplex 2205 |
| Super Duplex ER2594 | Super Duplex | S32750 / 1,4410 | Résistance maximale à la corrosion par piqûres (PREN ~42), résistant à l'eau de mer | Environnements sous-marins riches en chlorures, échangeurs de chaleur |
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Impression 3D en acier inoxydable MX3D : ce que nous proposons
Propriétés mécaniques
| Propriété | WAAM ER316LSi (MX3D) | Acier forgé S316L | WAAM Duplex ER2209 (MX3D) | Acier forgé Duplex 2205 | WAAM Super Duplex ER2594 (MX3D) | Acier forgé Super Duplex 2507 |
| UTS | 610 MPa | 485 MPa | 750 MPa | 620 MPa | 760 – 850 MPa | 800 – 1 000 MPa |
| YTS | 330 MPa | 170 MPa | 580 MPa | 450 MPa | 550 – 580 MPa | 550 MPa |
| A % | 34% | 40% | 30% | 25% | 30 à 35 % | 25% |
Propriétés chimiques et de dureté
| Propriété | WAAM ER316LSi (MX3D) | Acier forgé S316L | WAAM Duplex ER2209 (MX3D) | Acier forgé Duplex 2205 | WAAM Super Duplex ER2594 (MX3D) | Acier forgé Super Duplex 2507 |
| PREN | ~27 | ~24 | - | ~35 | ~42 | > 41 |
| Dureté | 185 HV10 | ~150 HB | 260 HV10 | ~290 HB | APRÈS | ≤ 300 HB (~290 HB) |
Fonctionnalités de post-traitement
- Recuit de solution : Appliqué de manière rigoureuse et indispensable pour les nuances duplex afin de stabiliser la microstructure.
- Contrôles non destructifs (CND) : Contrôles complets par ultrasons (UT), radiographiques (RT), par ressauts magnétiques (PT) et par magnétoscopie (MT), conformément aux normes de certification.
- Traitement de surface : Passivation et traitements de surface ciblés appliqués selon les besoins pour les environnements extrêmes.
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Applications de l'acier inoxydable imprimé en 3D
L'énergie
Nous utilisons des nuances duplex et super duplex pour imprimer en 3D des composants certifiés destinés à des conditions extrêmes.
Maritime et construction navale
Grâce à notre gamme de produits spécialisés, nous fournissons aux constructeurs navals des pièces de rechange de grande taille sur commande, telles que des évents de capot en aluminium et des hélices en bronze, afin de réduire considérablement les temps d'immobilisation.
Défense
Nous proposons une chaîne d'approvisionnement locale et indépendante destinée au secteur de la défense, en fabriquant à la demande des pièces de rechange en acier à haute résistance ainsi que de grands éléments structurels.
Automobile
Des supports de roues sur mesure aux prototypes de châssis de grande envergure, en passant par l'outillage spécialisé, notre technologie accélère le développement technique des véhicules et des moyens de transport lourds.
Architecture et construction
Nous transformons les coordonnées numériques en réalité physique. Comme on peut le voir dans l’ étage de l’ESA et le connecteur en acier Takenaka , WAAM permet aux ingénieurs en structure de fabriquer des nœuds structurels en acier complexes et des éléments architecturaux uniques.
Fabrication et outillage
Nous utilisons des inserts de prototypage rapide et fabriquons des pièces sur mesure robustes, telles que des moules industriels et des bras de robot, à partir d'aciers au carbone et d'aciers à outils spécialisés.
Art et design
Nous donnons vie à des créations métalliques imposantes et complexes. Des installations telles que « The Underground Tree », « Gradient Screen » et « Dolium » témoignent parfaitement de notre capacité à allier une liberté géométrique totale à une intégrité structurelle absolue.
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Foire aux questions sur l'impression 3D en acier inoxydable
WAAM est-elle en mesure d'imprimer de l'acier inoxydable duplex ?
Oui, le procédé WAAM s'avère très efficace pour le dépôt d'acier inoxydable duplex. En contrôlant minutieusement le cycle thermique pendant le dépôt robotisé et en appliquant un recuit de solution post-dépôt rigoureux à une température comprise entre 1 020 et 1 080 °C, on obtient sans difficulté la microstructure requise, composée à parts égales d'austénite et de ferrite.
Quelles nuances d'acier inoxydable peuvent être imprimées en 3D avec la technologie WAAM ?
WAAM propose une gamme complète d'aciers inoxydables industriels. Celle-ci comprend notamment des nuances austénitiques standard telles que le SS316L, le Duplex 2205 à haute résistance mécanique et le Super Duplex 2507 hautement résistant à la corrosion, tous déposés à l'aide de fils de soudage disponibles dans le commerce.
Quelles sont les propriétés mécaniques de l'acier inoxydable fabriqué par le procédé WAAM par rapport à celui forgé ?
Les pièces en acier inoxydable WAAM offrent des propriétés mécaniques qui correspondent étroitement, voire dépassent parfois, celles des matériaux forgés standard. Par exemple, l'acier inoxydable 316L et le Duplex 2205 déposés par la technologie WAAM atteignent une résistance à la traction maximale (UTS), des limites d'élasticité et des seuils de dureté requis comparables, ce qui en fait un substitut fiable aux pièces forgées lourdes.
L'acier inoxydable WAAM est-il certifié DNV ?
Oui, la production d’acier inoxydable WAAM de MX3D est soumise à une certification DNV rigoureuse. Cette certification exhaustive couvre les matériaux et les processus robotisés nécessaires pour déployer en toute sécurité des composants imprimés en 3D à grande échelle directement dans des environnements offshore et maritimes.
En quoi l'acier inoxydable WAAM se distingue-t-il de l'acier forgé dans le cadre d'applications offshore ?
Le forgeage de composants duplex destinés à une utilisation en mer nécessite un délai de production de 6 à 18 mois et d'importants investissements dans des outillages sur mesure. La technologie WAAM élimine les coûts liés aux moules, limite le gaspillage de matière première grâce à un dépôt « near-net-shape » (proche de la forme finale) et permet de livrer des pièces structurelles entièrement denses et certifiées DNV en quelques semaines seulement, au lieu de plusieurs mois.
La WAAM peut-elle imprimer en super-duplex sur du papier 2507 ?
Oui. Le Super Duplex 2507 est un matériau essentiel de la gamme WAAM, spécialement sélectionné pour les composants sous-marins et les collecteurs qui nécessitent l'indice de résistance à la corrosion par piqûres (PREN) le plus élevé possible afin de résister à l'eau de mer hautement corrosive et aux environnements riches en chlorures.
Vous avez besoin d'une pièce imprimée en acier inoxydable ou en acier duplex ?
Que vous ayez besoin d’acier inoxydable SS316L certifié DNV, d’acier duplex 2205 ou d’acier super duplex 2507, MX3D dispose de l’usine de production la plus certifiée et la plus automatisée d’Europe pour vous livrer vos composants lourds dans les délais.
